可见分光光度计的波长定位原理与实现

    分光光度计是产生和利用单色光照射样品,并测量单色光透过透明样品前、后的入射光及透射光能量的仪器。世界上的分析工作量有20%～30%是用分光光度计完成的。其在质控、农业、医疗卫生、环境监控、化学分析等部门得到了广泛的应用。我国早在七、八十年代就开发出了第三代分光光度计。这些产品经十余年、十余万台长期生产和应用 ,成熟度已经很高。使用现代的电子技术和单片微机对这些产品进行二次开发 ,可以缩短产品开发周期和上市时间。作者是在上海光谱科学仪器公司生产的SP-723型可见分光光度计基础上进行了仪器的二次开发 ,应用在对蛋白酶浓度的测量。

可见分光光度计的工作原理和系统结构

   单色光的吸收定律：单色光通过透明的稀溶液时,溶液对光的吸收遵守光的吸收定律当样品溶液的光程固定时,溶液的吸光度 A正比于吸光成分的浓度,称为比耳定律。当浓度固定时, A正比于溶液的光程长度,称为朗伯定律。若光程和浓度都固定时, A随波长而变化。

   仪器的原理和结构：仪器由光源、自动光门、单色器、样品室、光门、前置放大器、电压频率转换器 V FC、8031单片微机键盘、显示和打印等部分组成,基本与723型可见分光光度计相同。由于对蛋白酶浓度测量的需要,增加了样品室的温控功能 (精度为±0.5℃)和吸液装置。从光源发出复合光 ,经单色器后,产生单色光。单色光穿过样品室的溶液后,照射到光电管上。光电管把随溶液浓度而变化的光信号转换成与之对应的电信号。电信号放大经VFC变成频率脉冲送8031的T0计数器。从而实现仪器的系统功能。

   单色器系统和波长定位：朗伯-比耳定律只适用于单色光。单色器是仪器的核心部分。它的光学系统由截止滤光片组、聚光镜、反射镜和准直镜部件组成,光线经过入射狭缝经反射镜反射到准直镜 ,形成平行光 ,平行光射入色散元件光栅 ,色散后的各种波长的平行光由聚焦镜按其波长顺序成像在焦平面上 ,不同波长的光线从出射狭缝中射出。

   平面光栅衍射：当平行入射光投射到衍射光栅上时,其上的每一条缝 (或槽)都会使光发生衍射 (单缝衍射),从而各条缝(或槽)衍射的光又会发生相互干涉。对于相同的光谱级数 ,以相同的入射角T投射到光栅上的不同波长组成的混合光 (例如白光),每种波长产生的干涉极大位于不同的角位置。这样,不同波长的同一级主极大或次极大都不重合 ,而是按波长的次序顺序排列、形成分立的细锐谱线。这样,只要我们转动光栅 ,我们就能在出射狭缝上得到不同波长的单色光。